姜大為，陳江濤，艾克拜爾·尤努斯，田征

大段骨缺損是骨科臨床治療中的一個巨大難題。造成骨缺損的原因很多，如創(chuàng)傷、骨髓炎、先天性假關節(jié)和四肢惡性骨腫瘤切除。隨著新輔助化療的應用，骨腫瘤保肢手術成為主流，保肢方式如異體骨、滅活腫瘤骨及機械加工假體被廣泛應用于臨床[1]。

傳統的保肢方式存在諸多缺點，如異體骨來源有限，滅活腫瘤骨局部復發(fā)風險高，機械加工假體遠期易松動等[2]。3D 打印假體在臨床的應用已取得初步成功。3D 打印具備個體化設計，與骨缺損達到完美的契合，也可以在加工過程中對假體的體積、重量、強度和表面特征等參數進行精確掌控[3]。本研究回顧性分析新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院骨科中心骨腫瘤外科近期收治的應用3D打印假體治療下肢長骨惡性骨腫瘤的短期療效。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準

納入標準：①經臨床+影像+病理三結合診斷為下肢長骨惡性骨腫瘤；②具備保肢手術條件；③運用3D 打印個體化假體行保肢手術；④術后隨訪骨骼愈合情況，包括假體重建穩(wěn)定性評估及患者肢體功能評分。排除標準：①腫瘤遠處轉移或多發(fā)轉移患者；②接受傳統假體或截肢患者；③失訪及資料不完整的患者。

1.2 一般資料

按照上述納入及排除標準，收集2019 年3 月至2022 年8 月新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院骨科中心骨腫瘤外科收治的11 例下肢長骨惡性骨腫瘤切除后大段骨缺損患者的病例資料。男6 例，女5 例；發(fā)病時的年齡8～63 歲，平均（24.6±19.2）歲，其中15 歲以下患者6 例。腫瘤病理類型：普通型骨肉瘤8 例，皮質旁骨肉瘤2 例，惡性骨巨細胞瘤1 例。其中股骨側病變7 例，脛骨側病變4 例。原發(fā)腫瘤按照Enneking 分期，ⅠB 期2 例，ⅡA 期4 例，ⅡB 期5 例。所有患者術前均行患側及健側X 線檢查、CT、MRI，肺部高分辨CT及全身骨掃描。

本研究已通過新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準（批號：20200624-01），并豁免患者知情同意。

1.3 假體設計

將患者的CT、MRI 數據拷貝至計算機中，使用Mimics 加載Dicom 格式的數據，以CT 掃描為主要數據來源，將MRI 數據與其融合，判斷骨腫瘤實際邊界包含反應帶，并在計算機中標示。按切緣≥2 cm 的骨腫瘤邊緣設計截骨面，并且在軟件中完成模擬手術。最后再根據截骨面以逆向工程方法設計截骨導板，以便手術中精確操作，減少術中誤差[4]。

3D 打印個性化假體為組配式假體，假體設計主要由三部分組成。①髓針部：根據截骨后殘余髓腔設計髓針，髓針主要為鈦涂層髓針或3D 打印多孔骨小梁柄（必要時輔助接骨板）；②中間段：機械加工組配部件，根據骨缺損長度設計，必要時可延長；③關節(jié)面接觸部：采用3D打印骨小梁金屬界面，利用接骨板或松質骨螺釘固定維持穩(wěn)定性。假體采用鈦合金粉末制作，制作周期約2周。

1.4 手術方法及術后處理

普通型骨肉瘤患者術前行新輔助化療，化療后再次完善相關檢查評估化療效果。判斷病變范圍，如果無明顯變化或縮小，可根據術前計劃進行手術。

股骨側腫瘤選擇大腿外側入路或外側聯合前內側入路，切除活檢通道，切除范圍包括病變周圍肌肉組織，顯露截骨平面，透視下定位明確后安放截骨導板并截骨，需將腫瘤骨及周圍包裹肌肉一并切除。術中留取截骨面髓腔內組織送病理檢驗。截骨平面距離腫瘤組織小于3 cm 處無水酒精局部滅活，最后將3D 打印假體安裝骨缺損處，術中需透視下確定內植物位置良好，術中活動關節(jié)明確關節(jié)活動度良好。最后大量鹽水沖洗術區(qū)，充分止血，放置引流管2根，逐層縫合手術切口。

脛骨側腫瘤選擇小腿前方入路，切除活檢通道，切除部分脛骨前肌，切除方式同股骨，遠端下脛腓聯合處需切除部分腓骨，將腫瘤骨及周圍包裹組織一并切除。術中留取截骨面髓腔內組織送病理檢驗。截骨平面距離腫瘤組織小于3 cm 處無水酒精局部滅活，最后將3D打印假體安裝骨缺損處，術中需透視下確定內植物位置良好。最后大量鹽水沖洗術區(qū)，充分止血，術區(qū)放置引流管1根，若切口張力較大，手術切口外側7 cm 處做一減張切口，放置負壓封閉引流（vacuum sealing drainage,VSD）裝置。

術后連續(xù)3 日引流液清亮，引流量＜20 ml 可拔除引流管，抗生素應用至引流管拔除后[5]。術后2 周視切口情況間斷拆線。切口完全愈合后行術后輔助化療，術后6 周佩戴支具負重行走，可不負重進行關節(jié)屈伸鍛煉，術后12周開始正?；顒?。

1.5 隨訪計劃及觀察指標

治療結束2 年內，每3 個月隨訪復查局部X 線和CT/MRI、肺部高分辨CT、全身骨掃描及雙下肢全長X線檢查。觀察指標主要包括腫瘤學情況、肢體功能和術后并發(fā)癥。應用國際肌肉骨骼腫瘤學會（Musculoskeletal Tumor Society,MSTS）評分量表[6]評估肢體功能。

1.6 統計學方法

采用SPSS 24.0軟件對數據進行統計學分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數±標準差表示，非正態(tài)分布的計量資料以中位數表示。

2 結果

11 例患者均按術前計劃實施手術。術后病理檢驗均提示截骨處髓內組織未見明確惡性腫瘤累及。股骨側腫瘤7 例，包括保髖保膝6 例，其中4 例采用3D打印復合假體+定制接骨板重建，2例采用遠端3D打印復合假體+定制接骨板+近端鈦涂層髓針重建；1 例保髖假體即近端3D 打印骨小梁復合接骨板輔助外側接骨板+遠端組配腫瘤膝關節(jié)假體重建。脛骨側腫瘤4例，包括1例保膝保踝近端3D打印復合假體輔助內外側接骨板+遠端鈦涂層髓針重建和3例保膝踝關節(jié)融合假體（1 例采用距骨接觸面3D 打印復合假體+近端鈦涂層髓針重建，1 例采用距骨接觸面3D打印復合假體+近端骨水泥髓針重建，1 例采用距骨接觸面3D 打印復合假體+遠端3D 打印髓針輔助內外側接骨板重建）。截骨長度80～360 mm，平均（225.7±94.9）mm，骨缺損范圍24.4%～88.9%。

術后根據復查計劃進行隨訪，隨訪3～34個月，平均（20.0±9.8）個月，至末次隨訪時，11 例均存活而且局部無腫瘤復發(fā)，術區(qū)無傷口滲液、感染等情況，均已下地行走。1 例股骨骨肉瘤患者術后10 個月出現全身多發(fā)骨轉移；1例股骨骨旁骨肉瘤術后10個月因體重迅速增長致接骨板斷裂，行股骨遠端雙側接骨板固定，術中發(fā)現假體遠端已有骨長入；1 例股骨骨肉瘤在術后16個月發(fā)生肺轉移；1例脛骨骨肉瘤術后6 個月出現假體松動，拒絕再次手術，佩戴支具負重；1 例脛骨骨肉瘤插入髓針過程中出現假體周圍骨折，術中行鋼絲固定。

末次隨訪時，MSTS評分為20～28分，平均（25.0±3.0）分；雙下肢全長X 線片上測量雙下肢絕對長度，患側肢體較健側短縮0～19 mm，中位數5 mm，6 例15歲以下患者在末次隨訪時，重建下肢功能良好（表1）。

表1 11例患者臨床資料

典型病例的影像學資料見圖1、2。

圖1 病例1，女，11歲，左側股骨骨肉瘤

圖2 病例2，男，20歲，右側脛骨骨肉瘤

3 討論

Schmitz 和Hollinger[7]在1986 年提出了當骨缺損長度達到長骨直徑的1.5 倍時無法完成骨缺損的自然愈合，稱為臨界骨缺損。缺損長度大于長骨周徑的1/2或2 cm以上的骨缺損稱為大段骨缺損[8]。惡性骨腫瘤切除后造成的骨缺損非常巨大，導致術中重建困難，術后并發(fā)癥增高。傳統重建方法無法早期獲得穩(wěn)定性，患者術后無法進行早期康復，還存在著術后復發(fā)、病理性骨折、骨不愈合等風險[9]。機械加工假體早期可獲得穩(wěn)定，但遠期效果差，容易發(fā)生松動，存在一定局限性。目前Masquelet 技術和Ilizarov骨搬移技術也在不同程度中運用到骨腫瘤中，有文獻報道用Masquelet 技術重建25 cm 的大段骨缺損，平均用時8.5 個月[10]，Ilizarov 骨搬移技術同樣治療時間較長、并發(fā)癥較多。

近年來數字化骨科快速發(fā)展，使3D 打印技術逐步應用至臨床工作中，目前已能夠實現具有快速、高密度的復雜結構的高性能金屬零件的無模具的凈成形[11]，醫(yī)師可根據需求設計方案更佳合理、結構更加優(yōu)化的假體，以符合生物力學及運動功能。3D 打印設計假體為個體化假體，術中需精準截骨，才可使骨界面和假體界面達到完美契合，截骨導板的設計可以在術中達到精準截骨，減少誤差，成人患者末次隨訪術后肢體長度幾乎相同，而且術中導板應用可以縮短手術時間，減少術中出血[12]。

3D 打印假體存在適合的體積、匹配的骨缺損長度及金屬假體的穩(wěn)定性。長骨超極限骨缺損通過傳統的重建方式難以完成，但是目前3D 打印假體生物及非生物聯合重建已取得良好效果[13]。并且3D打印技術的優(yōu)勢在于適形匹配，在不影響下肢強度的情況下減少假體體積，制作形狀匹配的假體[14]。足夠的軟組織覆蓋可以避免傷口并發(fā)癥的發(fā)生[15]。本研究治療的4 例脛骨側腫瘤假體患者術后無假體周圍感染，脛骨假體的體積減少，有利于術中軟組織覆蓋，降低假體外漏風險。

3D 打印假體具有更強的骨整合作用，骨水泥假體遠期假體松動率為29%～40%[16]，非骨水泥固定的原理主要是通過宿主骨與假體緊密嵌入來獲得即刻穩(wěn)定，假體表面的微孔層與宿主骨相融合，最終可獲得假體的長期穩(wěn)定[17]。采用鈦涂層髓針的1 例患者在術后6 個月出現假體松動，考慮原因是術中未能達到骨床機械性的緊密壓配，而在后期繼發(fā)固定階段時宿主骨的骨小梁未能長入到假體孔隙內，從而出現假體松動；另1 例患者為了達到術中的緊密壓配出現了假體周圍骨折，但經過鋼絲捆綁后獲得穩(wěn)定固定。然而3D 打印骨小梁髓針具有更好的骨整合作用，假體與骨接觸界面骨小梁結構可迅速實現骨長入，不愈合率顯著降低。1 例接骨板斷裂患者翻修中發(fā)現股骨遠端界面與假體完美融合。有文獻表明，3D 打印金屬骨小梁和松質骨結合部通過影像學評估可見骨界面和金屬界面具有良好的整合作用[18]。

目前骨界面與假體界面的愈合尚無標準，本研究判斷骨與假體界面愈合首選體格檢查，局部疼痛癥狀消失，其次是影像學觀察3D 打印骨小梁與骨之間透光帶模糊，可判定為兩者實現骨整合[15]。

4 結論

下肢長骨惡性骨腫瘤切除首先要遵守保肢治療的原則[5]，其次是為患者的重建，3D 打印技術解決臨床醫(yī)師在重建中面臨的較多問題，在理論上對于患者的優(yōu)勢在于將即刻穩(wěn)定的金屬重建技術和永久可靠的生物重建技術相結合，保證患者短期和長遠的生活質量，但是本文為回顧性研究，樣本具有局限性，有待大樣本量的長期隨訪研究，以獲得更加可靠的數據。

【利益沖突】所有作者均聲明不存在利益沖突